基于塑料光纖的汽車輕量化設(shè)計(jì)

現(xiàn)代汽車正朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。各種先進(jìn)技術(shù)和電氣系統(tǒng)的應(yīng)用使汽車電氣線束的質(zhì)量不斷增加。常規(guī)汽車上電氣線束的質(zhì)量能達(dá)到100kg，對(duì)于混合動(dòng)力汽車來(lái)說(shuō)，這一質(zhì)量將進(jìn)一步增加。若能減輕電氣線束的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)汽車輕量化，則有利于改善汽車燃油經(jīng)濟(jì)性。此外，汽車車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的增加，可能使汽車遭受來(lái)自外界的網(wǎng)絡(luò)攻擊，對(duì)汽車安全性造成威脅。對(duì)此，介紹了使用塑料光纖實(shí)現(xiàn)汽車電氣線束的輕量化方法，同時(shí)以保證汽車的安全性。

塑料光纖的功能類似于玻璃纖維，主要用于信息傳輸。與玻璃纖維相比，其具有較輕的質(zhì)量，且在對(duì)其安裝處理和連接方面具有較大的優(yōu)勢(shì)。1m塑料纖維的總質(zhì)量約為81g，而常規(guī)銅線約為190.9g。由于塑料纖維外部采用非導(dǎo)電性材料，因而能夠抵抗電磁干擾，可防止外部攻擊者通過(guò)汽車故障診斷系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾而入侵車聯(lián)網(wǎng)，提高汽車安全性。在應(yīng)用塑料纖維時(shí)，考慮到汽車遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)和先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的應(yīng)用不斷增加，因而塑料纖維以太網(wǎng)采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而增加網(wǎng)絡(luò)的可靠性、可擴(kuò)展性。對(duì)塑料纖維的數(shù)據(jù)傳輸性能進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。采用單片機(jī)PIC32以太網(wǎng)入門套件，該套件內(nèi)置了以太網(wǎng)接口。發(fā)射器和接收器采用美國(guó)安華高科技生產(chǎn)的AFBR-5803AZ收發(fā)器。試驗(yàn)時(shí)，將PIC32以太網(wǎng)套件與一輛2008款雪佛蘭科帕奇的以太網(wǎng)相連。試驗(yàn)人員在車內(nèi)對(duì)車燈控制系統(tǒng)進(jìn)行操作，不斷變換遠(yuǎn)近光，車燈控制信號(hào)通過(guò)套件接口傳輸?shù)剿芰侠w維發(fā)射器，經(jīng)塑料纖維傳輸?shù)剿芰侠w維接收器上，記錄發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)和接收器接收的信號(hào)。試驗(yàn)結(jié)果表明，車燈控制信號(hào)經(jīng)塑料纖維傳輸時(shí)不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)功率損耗，信號(hào)故障率可滿足汽車通信系統(tǒng)的要求。

Ryan Nazaretian et al. 2015 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC),Montreal19-22 Oct.2015.

編譯：王淼